撰文/木合塔爾·買買提依明 別爾蘭·賈納依汗

■830011 新疆維吾爾自治區(qū)特種設(shè)備檢驗研究院 新疆 烏魯木齊

?

不同材質(zhì)壓力容器的焊接規(guī)程以及工藝分析

撰文/木合塔爾·買買提依明 別爾蘭·賈納依汗

■830011 新疆維吾爾自治區(qū)特種設(shè)備檢驗研究院 新疆 烏魯木齊

隨著工業(yè)化進程的不斷推進，使用的設(shè)備、材料類型逐漸多樣化，對制作過程提出了更高的要求。壓力容器應(yīng)用比較廣泛，發(fā)揮著重要的作用，因此加強壓力容器相關(guān)制作工藝的研究非常有必要，能夠保證設(shè)備的質(zhì)量，為其他工作的實施打好基礎(chǔ)。本文將以不同材質(zhì)壓力容器的應(yīng)用為出發(fā)點，分析焊接規(guī)程的差異，明確其中的注意事項，從而提高焊接工藝的水平，保證壓力容器的質(zhì)量。關(guān)鍵詞：不同材質(zhì)；壓力容器；焊接規(guī)程；工藝分析

目前市場中，壓力容器的類型比較多，使用的材料比較多樣。因此，在制作的過程中，對各種工藝的需求有所差異，應(yīng)該根據(jù)不同材質(zhì)的特點，采取有針對性的處理措施，進行科學(xué)的焊接，減少工作失誤，提高工作效率，而且能夠保證產(chǎn)品的質(zhì)量。然而，當(dāng)前沒有對焊接工藝進行深入的研究，分類不明確，制作中沒有明顯的規(guī)范標準，容易出現(xiàn)一系列的質(zhì)量問題，需要進行全面深入的探究。

壓力容器的焊接規(guī)程概述

壓力容器的焊接規(guī)程是進行焊接的操作標準，是保證質(zhì)量的主要依據(jù)。在進行制定時，要有專業(yè)知識和很強的實踐經(jīng)驗。在長期的實踐中，焊接過程經(jīng)過不斷的發(fā)展和修訂，已經(jīng)日趨完善。在新修訂的焊接規(guī)程中，包括多種材質(zhì)的類型，例如鋼、鋁、鈦等。同時制定了進行焊接的具體原則，對焊接規(guī)程和和焊接的具體細則的關(guān)系進行了深入的探討和辨析；對各種材質(zhì)的型號進行了分類，對焊接的空間位置進行了規(guī)定。該標準在制定的過程中，參與人員廣泛，具有明顯的代表性。該標準適用范圍廣、程度深，相對而言，比較先進。

不同材質(zhì)壓力容器的焊接規(guī)程及工藝分析

a鋼制壓力容器

第一，使用的焊接方法。在實際操作中，要根據(jù)不同鋼材的使用特點進行分析和選擇。適用的焊接方法有氣焊、埋弧焊、熔化極氣體保護焊、氣電立焊等，類型比較多樣。第二，焊接材料的選擇。在進行碳素鋼的焊接時，如果是相同鋼號相焊，首先要對焊縫金屬的力學(xué)性能進行科學(xué)的評估，數(shù)值要大于或者等于母材規(guī)定的限值，保證符合具體的技術(shù)指標。針對強度型低合金鋼，進行相同剛號焊接時，相關(guān)的數(shù)值要求相同。耐熱性、低溫型低合金鋼、高合金鋼在進行相同鋼號焊接時，對材料的力學(xué)性能要求相同，但高合金鋼焊接對耐腐蝕性也有一定的要求，需要符合技術(shù)標準。針對不同型號的鋼材焊接，要求有所改變。例如不同強度的鋼材進行焊接時，焊接成果的抗拉強度數(shù)值，下限不能低于強度較低的抗拉強度值，上限不能超過強度較高鋼材的抗拉強度值。當(dāng)奧氏體高合金鋼化和碳素鋼等材料進行焊接時，對抗裂性能、力學(xué)性能進行保證。同時也要對溫度進行合理的調(diào)控。當(dāng)溫度低于370攝氏度時，可采用鉻、鎳等焊接材料；當(dāng)溫度超過一定的標準，可以采用鎳基焊接材料。在焊縫時，可以采用逐漸過渡性的焊縫方式。

在該工藝的使用中，要從細節(jié)處做好防護保證質(zhì)量。在焊接材料方面，在使用之前，需要進行一定的清理，去除上面的雜物和油污，保持材料的完整性能，控制材料的濕度。要做好材料的烘干，然后放置在合理的溫度之內(nèi)進行儲存。但是烘干次數(shù)不宜過于頻繁，三次最為適宜。進行坡口制備階段，當(dāng)強度值低于一定的標準，冷加工和熱加工方式都可以進行使用。當(dāng)超過標準值，要采用冷加工的方式，熱加工容易對材料造成損壞。在坡口附近，要進行全面的清理，為后期工作提供便利。同時要在焊接周圍做好防護，避免出現(xiàn)電火花四濺的現(xiàn)象，對周圍環(huán)境造成干擾。在預(yù)熱階段，焊接材料的選擇要符合溫度要求高的鋼材，減少不必要的工作失誤。對于一些特殊性能的材料要在焊接完成時，立馬進行后熱。例如冷裂紋比較敏感的鋼材等。溫度有一定的要求，通常200攝氏度和350攝氏度之間，要根據(jù)材料的厚度進行確定后熱的時間和溫度。在這個過程中，可以進行熱處理，一般是在焊接完成厚立即執(zhí)行，且不能和后熱重復(fù)實行。通過后熱，可以有效地改善材料的局部性能，進行殘余作用力的消除。在進行不同厚度材料的熱處理時，要明確焊接厚度確定的考慮因素，科學(xué)的進行數(shù)值的選擇，熱處理的溫度不易浮動過大，20度以內(nèi)比較合理。一般情況下，要在壓力試驗之前，可以從兩個部分進行實施，可以采用爐內(nèi)整體加熱法或者是局部熱處理。局部熱處理中，要明確進行熱處理的局部范圍，對于焊縫的寬度進行科學(xué)的計算，清楚均溫帶的控制，其中任意一點的溫度，都要高于處理后的常規(guī)溫度?？梢灾苯釉诤附硬牧仙线M行溫度的測量，保證焊接的牢固程度。同時，對于一些有特殊要求的壓力容器，例如盛裝強腐蝕性的、有害物質(zhì)、承受低溫的容器，要重新進行熱處理，加大處理的難度。

b鋁制壓力容器焊接規(guī)程

首先，焊接方法的適用范圍。針對鋁材質(zhì)的壓力容器，可以采用氣焊、等離子弧焊等方式，效果比較理想，也比較符合該材質(zhì)的特點。在進行焊接材料的選擇時，要保證材料的力學(xué)性能符合一定的標準，參照標準進行嚴格執(zhí)行。同時，對于抗腐蝕性也有一定的要求，相對來說，要求鋁材料的純度要高，可以采用含錳鎂元素的焊絲。在使用中，要盡量保證焊絲的質(zhì)量，保證其性能，做好材料的檢查，避免有材料損壞的現(xiàn)象出現(xiàn)。在坡口處，首先要明確采用的坡口焊接方式和具體的尺寸，可以采用冷加工的方式，要對坡口焊接對象進行清理，保持平整和清潔，對于一些比較頑固的附著物，可以采用化學(xué)添加劑的方式，進行全面的清理，然后快速進行焊接。在預(yù)熱階段，要對鋁制材料的厚度進行測量，根據(jù)標準規(guī)定的厚度確定能夠進行預(yù)加熱的范圍，將溫度進行合理的控制。在具體的焊接過程中，要保持焊接環(huán)境的干凈和整潔。將溫度在合理的范圍之內(nèi)，如果溫度過高，焊絲熔化，要停止焊接做好清理；焊接后要進行殘渣的清理，保持焊接材料的干凈。鋁材質(zhì)的壓力容器，不用進行后期的熱處理和后熱等工作。

c鈦制壓力容器

在鈦制壓力容器的制作過程中，比較適用的焊接方法有鎢極氣體保護焊、等離子弧焊等。在力學(xué)性能方面，要嚴格按照標準中的參照值進行數(shù)值的確定。耐腐蝕性要大于相應(yīng)的母材要求，符合焊接技術(shù)標準。在坡口加工的時候，與鋼的加工方式存在差異，主要用冷加工的方式。采用熱加工，容易產(chǎn)生浮渣。在坡口附近要做好清理工作，表面可以采用化學(xué)、機械清理的方法進行處理，進行氧化物的去除，控制空氣中的水分，保持合適的干燥程度。對于已經(jīng)清理好的焊絲要嚴禁用手進行接觸，減少其他元素對該材質(zhì)的污染；利用其他的一些焊接方式，保證焊機的牢固，在焊縫處，要特別關(guān)注，可以在兩端放置引弧板等。在焊接中，一般不進行預(yù)熱，做好空氣中惰性氣體的防范。

結(jié)語

不同材質(zhì)的壓力容器焊接過程有一定的共性，但也存在差異。通過上述三種材質(zhì)的分析可見，在實際焊接的過程中，要嚴格按照規(guī)范標準進行實施，采用適宜的焊接方法和防范措施，保證焊接的質(zhì)量。

參考：

［1］魯果昌，叢軼，隋力等.對新版《壓力容器焊接規(guī)程》若干條款的不同認識［J］.中國特種設(shè)備安全，2012，（6）：27-29.

［2］朱志明，郝剛，謝劍等.壓力容器焊接工藝制定與管理專家系統(tǒng)［C］.//二十一世紀中國焊接技術(shù)研討會計算機在焊接中的應(yīng)用技術(shù)交流會論文集.2004：308-314.

［3］朱志明，郝剛，謝劍等.壓力容器焊接工藝制定與管理專家系統(tǒng)［J］.電焊機，2005，35（4）：14-19.

［4］李嗣明，唐效言，李娟娟等.壓力容器焊接工藝分析與焊縫余高問題探討［C］.//第六屆河南省汽車工程科技學(xué)術(shù)研討會論文集.2009：70-73.

木合塔爾·買買提依明（1987.9.12～）；學(xué)歷：本科； 研究方向：壓力容器的焊接工藝； 職稱：助理工程師。